Yollarda kullanımı

Geogridler ile yol iyileştirilmesinde amaç farklı oturmaları önleyerek zeminin taşıma gücünü arttırmaktır. Geogridler gelen yükleri alanları boyunca uniform yayarak birim alana gelen yük miktarını azaltırlar. Günümüzde yol dolguları, yolun standartları arttıkça daha maliyetli ve önemli olmaya başlamıştır. Özellikle zayıf zeminlerde yapılan yol inşaatlarında problemler artmaktadır.

Hem taşıma gücü sınırlı hem de dolgu içinde oluşan toprak basıncı ile dolgu yana doğru yayılmaya çalışacaktır. Bunun nedeni yatay toprak basıncı ile dolgu tabanında yatay kayma gerilmeleri doğmakta ve zemin yeterli kayma direncine sahip olmadığından stabilitede bozukluklar oluşabilir. Burada kullanılacak geogrid ile yanal deformasyonlar ve farklı oturmalar önlenir.

Demiryollarında ve havaalanlarında, karayollarından farklı olarak oluşan dinamik yükler zeminde önemli oturmalara ve çatlaklara yol açar. Zemine gelen dinamik yüklerin neden olabileceği gerilmeler ve farklı oturmadan dolayısıyla çatlakları önlemek için ya da kullanılan dolgu zeminin kalınlığını azaltmak için geogridler kullanılır (Tunç, 2002). Yol inşaatlarında geogrid etkisi taşıma gücü, membran etkisi ve yanal deformasyonların etkisi olarak üçe ayrılabilir.

Taşıma Gücü: Taşıma gücü zayıf ya da yetersiz olan zeminlerde geogidlerle çekme dayanımı arttırılabilir. Bu sayede zemine gelen gerilmeler karşılanmış olur. Ayrıca geogrid ile gelen yük uniform olarak yayılarak gerilme soğanı da genişletilir. Bu sayede zeminde meydana gelecek oturmalar önlenmiş olur.

Membran Etkisi: Zayıf zeminler üzerine inşa edilen yollarda dolgu tabakasında trafik yükleri veya yatay-düşey hareketler sonucunda özellikle tekerleklerin olduğu yerlerde yerel oturmalar gözlenmektedir. Bu tür oturmalar geogridlerin sağladıkları çekme gerilme yardımıyla gelen yükü daha geniş bir alana yayarlar. Denge oluşuncaya kadar devam eder. Membran etkisinde dikkat edilmesi gereken husus geogridde meydana gelecek uzamadır. Zeminde 100 mm’ye kadar oluşabilecek kalıcı deformasyondan ötürü geogridin uzamasına engel olmaktadır. Aksi takdirde zeminde kalıcı tipte deformasyonlar oluşabilir (Karagül, 2006).

Yanal Deformasyon: Zeminin ve temel tabakasının yanal deformasyonunu önlemek için geogrid kullanılabilir. Kenetlenme ve sürtünme ile zemin ve temel malzemesini bir arada tutar. Böylece yanal deformasyonlar önlenmiş olur. Geogridin kullanımı aynı zamanda kayma yüzeyi daha uzun olacağından dolayı taşıma gücü artmaktadır.

4.4.4. Geogrid-Zemin Etkileşimi

Donatılı zemin yapıları, donatı ile zemin arasında oluşan etkileşim nedeniyle kompozit bir malzeme gibi davranırlar. Bu nedenle de zeminin kayma direnci ve göçmeden önceki deformasyon kapasitesi arttırılmış olur.

Donatı-zemin arasındaki etkileşimin nedenleri aşağıda sıralanmıştır.

1) Çekme direnci: Zemin içerisine gömülü geogrid tabakası üzerinde oluşan çekme gerilmeleri nedeniyle oluşur. Çekme gerilmelerinin iki bileşeni vardır:

i) Geogrid tabakası boyunca zemin daneleri ile donatı arasında oluşan sürtünme dirençleri

ii) Geogrid tabakaları üzerindeki enine nervürler ile zemin (daneleri arasında oluşan sürtünme dirençleri

2) Kayma direnci: İki bileşenden oluşur:

i) Geogrid boşluklarına giren zemin daneleri ile donatı arasında oluşan kayma direnci

ii) Geogrid boşluklarına giren zemin danelerinin kendi arasında oluşan kayma direnci

Donatı-zemin arasında oluşan bu dirençleri ölçmek için genellikle çekme deneyi ve kesme kutusu deneyleri yaygın olarak yapılmaktadır. Literatürde pek çok araştırmacı çekme deneylerinden elde edilecek parametrelerin daha sağlıklı olacağını belirtmişler, fakat numune hazırlamadaki kolaylık nedeniyle birçok araştırmacı tarafından kesme kutusu deneyleri tercih edilmektedir. Daneli bir yapıya ve daha yüksek içsel sürtünme açısına sahip kumlu zeminlerde geogrid-zemin etkileşimi killere göre daha efektif bir şekilde gerçekleşir.

4.5. Geonet

Geonetler, çevre geotekniğinin ilk uygulaması olarak Hopewell, Virginia’da tehlikeli likit atık depolama tesisindeki sızıntıların tespit edilmesi için kullanılmıştır. Daha çok grid malzemelere benzeyen geonetler polietilenden imal edilmiş ve geogridlerin altında uygulanmaktadır (Şekil 4.3). Kullanım alanı ayırma amaçlı olmamakla birlikte, bu özelliği de sağlamaktadır. Geonetler geotekstillere bir sıvı yapışkan ile bağlanır. Fakat yapışkanların zaman içerisinde zayıflaması nedeniyle geotekstilerden kolayca ayrılabilirler (Demiröz, 1996)

Geogrid donatı malzemesi olarak kullanıldığı zaman geonetler drenajı sağlamak için kullanılır. Geonetler, geotekstil, geomembran, geogrid veya bir başka malzemenin alt/üst yüzünde kullanılarak, zeminin boşluklara grip, malzemenin

drenaj özelliğini kaybetmesini önlemektedir. Bu sebebten dolayı kompozit malzemelerin hazırlanmasında kullanılmaktadırlar (Koerner, 1999). Geonetler,

· İstinat duvarlarının arkasında su drenajı, · Şevlerinden sızan suyun drenajı,

· Dona duyarlı zeminlerde su drenajı, · Bina temellerin altında su drenajı,

· Katı atık depolama tesislerinde çöp suyunun drenajı, · Otoyolların altında kirli su drenajı,

· Toprak dolguların altında alt drenaj sistemlerinde, · Kaya şevlerinden sızan suyun drenajı,

· Spor sahalarının altında su drenajı, amacıyla kullanılmaktadır (Koerner, 1999)

Şekil 4-3 Geonet

4.6. Geoboru

Su, gaz, ve petrol vb., likit maddelerin yeraltında taşınması sırasında boru hatlarında kullanılan klasik malzemeler çelik, font, beton ve kildir. Polimerik malzemelerden imal edilen borular ise esnek olarak sınıflandırılırlar. Geoborular genellikle polivinil klorit (PVC), yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE), poliprobilen (PP), polibütilen (PB), akrilonitril bütadien stiren (ABS) ve seliloz asetat bütrit (CAB), malzemelerden üretilmektedirler (Şekil 4.4), (Bağcı, 2007), Geoboru,

· Tünellerde sızma dreni olarak

· İstinat duvarlarının arkasında boşluk suyu dreni olarak

· Karayolları, demiryolları ve hava alanlarında kenar dreni olarak · Zemin ve kaya şevlerindeki sızmalar için kuşaklama dreni olarak · Atık su drenaj sistemlerinde

· Kimyasalların taşındığı boru hatlarında

· Zemin ve atık malzeme dolgularında suyun uzaklaştırılması

amacıyla kullanılmaktadır (Koerner, 1999).

Şekil 4-4 Geoboru (URL-3)

4.7. Geofoam

1960’lı yıllardan beri geoteknik mühendisliği uygulamalarında başarıyla kullanılan her türlü köpük malzemenin adıdır. Horvath’a (1995) göre geofoamun en doğru tanımı, kapalı ve içi gaz dolu muhtelif hücrelerin oluşumu ile sonuçlanan ve genleştirme yoluyla elde edilen bir malzemedir. Hücre duvarları katı ancak gazlara karşı geçirgendir (Bağcı, 2007).

Geofoam polimerik (plastik) veya camsı köpük esaslıdır. Polistiren köpük kapsamında EPS (genleştirilmiş polistiren), XPS (sıkıştırılmış polistiren) olarak iki çeşit ürün olarak üretilmektedir (Şekil 4.5). Yumuşak ve zayıf zeminlerin üzerinde yapılan dolguların içinde, donma-çözünme etkisinin olduğu yerlerdeki yolların, hava

alanı kaplamalarının ve demiryolların altında geofoam kullanılmaktadır. Ülkemizde uygulama örneği az olan geofoam ürünleri diğer geosentetik malzemelerle geokompozit oluşturularak kullanılmaktadır (Yılmaz ve diğerleri, 2005)

Şekil 4-5 Geofoam

4.8. Geohücre

Geohücreler, içerisi zemin, kaya veya betonla doldurulmuş üç boyutlu petek tarzı elemanlardır. Genellikle şerit şeklinde polimer tabakalardan veya geotekstillerden üretilen geohücreler çaprazlama olarak yerleştirilmekte ve kesişim noktalarından birbirlerine sabitlendirilmektedir. Şeritlerin çekildikleri zaman geniş bir petek şeklinde örtüye dönüşmektedir (Şekil 4.6).

5. MATERYAL ve METOT